Cap竞赛项目同步对共享可变数据的访问

线程允许无数活动同时发生。
并发编程比单线程编程更困难，因为很多事情都可能出错，而且故障很难重现。你无法避免竞争。它是平台固有的，也是从现在无处不在的多核处理器获得良好性能的要求。本章提供的建议可帮助您编写清晰、正确且文档齐全的并发程序。

1。共享可变数据同步的重要性

• 使用synchronized关键字进行同步保证：
• 互斥：同一时间只有一个线程可以执行同步块。
• 可见性：一个线程所做的更改对其他线程可见。

2。没有同步的问题

• 如果没有同步，其他线程可能看不到更改。
• 示例：停止带有布尔字段的线程（不同步）

public class stopthread {
    private static boolean stoprequested = false;

    public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
        thread backgroundthread = new thread(() -> {
            while (!stoprequested) {
                // loop infinito, pois mudanças em stoprequested podem não ser visíveis
            }
        });
        backgroundthread.start();

        thread.sleep(1000);
        stoprequested = true; // pode nunca ser visto pela outra thread
    }
}

3。通过同步修复

• 同步字段读写以确保可见性：

public class stopthread {
    private static boolean stoprequested;

    public static synchronized void requeststop() {
        stoprequested = true;
    }

    public static synchronized boolean stoprequested() {
        return stoprequested;
    }

    public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
        thread backgroundthread = new thread(() -> {
            while (!stoprequested()) {
                // loop agora termina corretamente
            }
        });
        backgroundthread.start();

        thread.sleep(1000);
        requeststop();
    }
}

4。使用 volatile 进行线程间通信

• 易失性修饰符保证可见性而无需互斥：

public class stopthread {
    private static volatile boolean stoprequested = false;

    public static void main(string[] args) throws interruptedexception {
        thread backgroundthread = new thread(() -> {
            while (!stoprequested) {
                // loop agora termina corretamente com volatile
            }
        });
        backgroundthread.start();

        thread.sleep(1000);
        stoprequested = true;
    }
}

5。复合操作的问题（例如：非原子增量）

• 运算符不是线程安全的，因为它涉及多个操作：

public class serialnumbergenerator {
    private static volatile int nextserialnumber = 0;

    public static int generateserialnumber() {
        return nextserialnumber++; // pode gerar números repetidos
    }
}

同步修复：

public class serialnumbergenerator {
    private static int nextserialnumber = 0;

    public static synchronized int generateserialnumber() {
        return nextserialnumber++;
    }
}

• 使用 atomiclong 改进性能和安全性：

import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

public class SerialNumberGenerator {
    private static final AtomicLong nextSerialNumber = new AtomicLong();

    public static long generateSerialNumber() {
        return nextSerialNumber.getAndIncrement();
    }
}

6。一般原则
避免共享可更改的数据：

• 尽可能首选不可变数据。
• 将可变数据限制在单个线程中。

安全发布：
确保共享对象对其他线程可见：

• 使用最终、易失性或显式同步字段。
• 使用并发集合，例如concurrenthashmap。

7。良好做法总结

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• 始终同步共享可变数据的读写。
• 仅在线程之间进行简单通信时才使用 volatile。
• 优先选择线程安全的实用程序类，例如 java.util.concurrent.
包中的实用程序类

通过这些示例和实践，您可以创建清晰、正确且易于维护的并发程序。

书中的示例：